“未来新水务”是由京津冀国家技术创新中心、北控水务集团共同支持，行业十余位权威专家联合于2023年3月发起的重大开发计划，以为美丽中国建设提供“充足、健康、持续的水资源”为愿景，通过“智库建设，技术创新，范式革新”的方式，凝聚行业智慧，探索未来发展之道。

  在当前全面建设美丽中国的时代背景下，面对气候平均状态随时间的变化严峻挑战与人工智能技术革命的叠加历史机遇，水务行业正迎来历史性革新点，压力与契机并存。对此，未来新水务专家委员会经过系统思考形成清晰完整的认识，希望能带来大范围的智慧融通与启迪创新，推动水务行业升级发展。本报全文刊登思想成果，向行业各界展示。

  过去四十载，中国经济社会取得了举世瞩目的跨越式发展，水务行业亦历经深刻变革，取得了辉煌成就。如今，中国已建成全球规模最为庞大的水资源调蓄系统、城镇供水网络和排水设施，积累了规模空前的水务资产。这些成果不仅满足了农业持续增产、工业快速地发展和城镇化进程加速对水资源的庞大需求，还在很大程度上遏制了工业化、城镇化伴生的水污染问题，为经济社会的可持续发展筑牢了根基。

  展望未来，中国水务行业正处于历史发展的新起点。“机遇与挑战并存，重点是如何把握。”美丽中国建设对水务行业提出了更高的要求，这无疑是行业再次腾飞的重大契机。气候平均状态随时间的变化带来诸多严峻挑战，但“双碳”目标的提出也为行业发展带来新的机遇。以AI（AI）为代表的新一轮科技革命正在深刻改变社会持续健康发展模式，水务行业必须积极拥抱变革，紧跟时代发展步伐。

  “谋定而后动，知止而有得”。在这样的时代大背景下，中国水务行业迫切地需要以“统筹全局、顶层规划”的战略思维，立足时代潮头，锚定发展航向，重新审视和规划行业未来发展路径。

  生态文明和美丽中国，是中国式现代化的重要组成部分，关乎国家高水平质量的发展和长久繁荣。水务事业作为美丽中国建设的关键支撑，当前的发展布局与这一宏伟目标之间尚存较大差距。

  其一，水务行业支撑生态环境健康安全的整体目标尚不清晰。习精确指出，要让城镇居民“望得见山、看得见水、记得住乡愁”。实现“人水和谐”，经济发展与生态环境相得益彰，构建水量充沛、水质良好、生态完整的绿色流域系统，是美丽中国与生态繁荣的具象化，也是我们国家的经济社会发展可预期的未来。

  “理念革新比技术革新更困难，也更重要。”水、自然与社会是一个有机整体，而当前水务工作缺乏对美丽中国的整体性和系统性把握，囿于局部视角、长于分组指标，供水、用水、排水、水环境和水安全等水务领域的人为割裂，未能形成有机统一的工作体系，仍然习惯于用“农业思维”和“工业手段”来处理问题。现有的“流域－社会循环系统”存在对上游水资源过度依赖、对下游水生态影响较大、对经济发展支撑不足、对自然灾害抵抗薄弱等问题，缺乏整体生态建设和水生态安全保障工作顶层设计。从理念和目标上，应当从水资源量的管理向保障水生态、水安全转变，以恢复和保护生态系统完整性为核心规划发展。

  其二，支撑全面现代化进程，“总量”问题愈发凸显。得益于最严格的水资源管理制度，我国在水资源紧缺的严峻国情下，实现了经济社会的快速发展。然而，当前我国水资源已经接近潜在供给能力的天花板。一方面，刚性需求激增。为实现“到2049年达到中等发达国家水平”的发展目标，城镇化率需从67%到80%（发达国家中等水准），这在某种程度上预示着将有近两亿人口涌入城镇，形成数个超级城市群，仅人口增加预计就会使用水量上升20%以上。另一方面，节水潜力见顶。当前我国万元GDP用水量为41.7立方米，明显低于中高等收入国家平均值，全球“最严格”节水措施带来的经济稳步的增长空间已接近极限。在人均GDP从1.26万美元迈向4万美元的发展进程中，水资源总量不足或将成为中国现代化进程的掣肘。面向新时期、新发展、新需求，“水资源与发展”这一命题需要新的解答。

  其三，水资源供给不充分、分配不平衡的矛盾，亟待完全解决。党的十九大指出，我们国家社会主要矛盾已经转化为人民日渐增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。这一矛盾在水务行业更突出：我国水资源开发利用率高达73%，远超国际警戒线%，地域性错配与功能性挤占共同构成复合型危机。一是区域失衡。北方地区人均水资源量不足全国的1/3，黄淮海流域仅靠全国7%的水资源，支撑38%的人口和44%的GDP，地下水超采面积达28万平方公里。“一方水土养一方人，地理环境的差异决定了发展的多样性与挑战性。”区域水资源的不均衡分布，不仅加剧了发展的压力，也为生态环境保护带来了严峻挑战。二是功能失衡。农业用水占比超过一半，工业与生活用水争夺地表水，生态用水长期被挤占，导致河流断流、湿地萎缩、水环境水生态改善迟缓等问题。功能性失衡的背后，是人与自然关系的错位，也是发展理念的偏差。三是气候平均状态随时间的变化冲击。气候平均状态随时间的变化进一步扰乱水资源时空分布，传统“以丰补歉”调配机制逐渐失效，加剧“生产－生活－生态”三水“争抢”的困境。“气候平均状态随时间的变化如同自然的老师，它教会我们尊重规律、敬畏自然。”“水资源的平衡不仅是发展的基石，更是文明永续的保障。”只有解决这一深层次矛盾，才能真正的完成人民日渐增长的美好生活需要与经济社会持续健康发展的协调统一。

  其一，“水危机”是气候平均状态随时间的变化的重要表现形式。在气候平均状态随时间的变化的背景下，水问题已成为全世界关注的焦点。降雨模式愈发难以预测、冰盖加速融化、海平面持续上升，洪水、干旱等极端天气事件频繁发生，均凸显了气候平均状态随时间的变化对水资源的深远影响。当前，极端天气事件的强度和不确定性日益增加，由此引发的公共安全事件给社会经济带来非常大损失。同时，气候平均状态随时间的变化导致冰川、冰盖和雪原迅速消融，众多大型河流上游的水源供应减少、径流不足，进而引起全球水资源格局的剧烈变化。一些原本水资源丰富的地区，也开始面临干旱缺水的困境。

  ·极端天气：北京“7·21”特大暴雨导致160.2万人受灾，经济损失高达116.4亿元；2023年涿州地区因暴雨积水，道路被淹，水深一度达到6米；同年北京市门头沟区最大降雨点位降雨量超过1000毫米，远超往年平均总降水量。

  ·水资源格局改变：2022年，长江上游多省出现江河断流，重庆25座水库一度干涸，上游水资源供应的减少还引发了入海口咸潮入侵、生态稳定性失衡等一系列问题，上海长江口遭遇了历史上最早且最为严重的咸潮侵袭，青草沙水库连续78天无法取水，创下了建库以来的最长记录。

  预计到2050年，全球将有超过20亿人口栖息于水资源极度匮乏的国家与地区，22个国家将遭遇严峻的水资源短缺挑战。联合国精确指出，实现水资源的可持续管理对于构建社会与生态系统的韧性、降低碳排放至关重要，气候政策的制定者们应将水资源管理作为核心工作内容。

  其二，实现“双碳”目标及技术布局已显著落后。在应对气候平均状态随时间的变化的全球行动中，加强碳减排、实现碳中和已成为国际社会的普遍共识，也是各行业升级实现转变发展方式与经济转型和技术进步的重要战略机遇。“气候平均状态随时间的变化不是遥远的威胁，而是现实的挑战。”碳中和不仅是环境治理的核心任务，更是推动经济社会全方面转型的关键动力。

  我国已明确石化、建材、钢铁等七大重点碳减排行业，水务行业则被归入“自愿性减排”领域，这在某些特定的程度上影响了行业的政策支持和发展积极性。“战略的高度决定行动的广度。”相比之下，欧美诸多发达国家将水务行业作为实现“双碳”目标的重要力量，积极布局。他们不仅制定了明确的战略目标，还建立了完善的技术体系，涵盖水的化学能、热能、物质元素等各类潜能的循环利用。在能源回收方面，发达国家提出了基于进水碳源“预浓缩”的新技术范式；在磷资源回收方面，欧盟新修订的水指令设定了明确的磷回收目标；部分发达国家在碳中和与资源循环利用方面已完成工业化布局，并进入实施阶段。我国水务行业在理念、目标、技术上与发达国家差距明显。

  ·荷兰2030年污水厂碳中和路线图（NEW s）：NEW s是Nutrient(营养物) + Energy(能源) + W ater (水)factories(工厂)词组的缩写，表示可持续理念下的污水处理厂其实是营养物、能源和再生水三位一体的生产工厂。

  ·新加坡PUB绿色水厂计划：到2030年水厂能源自给、实现碳中和。为此，PUB将采用3R（减量、替代、去除）的方法来实现水系统的脱碳运营。

  ·美国水环境研究基金(WERF)提出“Carbon-free W ater”，制定至2030年所有污水处理厂均要实现碳中和运行的目标。

  在科技革命的强劲推动下，人类社会经历了工业化、信息化、数字化等发展阶段，当代强国的崛起，无不与科技革命紧密相连。如今，AI时代正以磅礴之势席卷全球，强化学习、世界模型等领域的突破性进展，持续引发各应用领域的颠覆性变革。“科技革命不是渐进式的改良，而是对人类文明的重塑。”在公共事业领域，智慧交通网络、智能电网系统等正在深度重构产业格局。我国生态环保大会提出的“四大战略转变”，即从重点整治转向系统治理、从被动应对转向主动作为、从全球参与者转向规则引领者、从经验探索转向科学治理，与科技革命形成了时代共振，为环保行业指明了转变发展方式与经济转型的方向。

  “科技革命的浪潮，既是机遇，更是挑战。”水务行业在这场科技革命中的发展显得相对迟缓。由于水务市场碎片化，且高度依赖行政性的“考核与标准”，行业长期陷入渐进式创新的路径依赖，在应对新技术和信息化融合方面力不从心。“创新不是简单的技术叠加，而是对传统思维的根本性突破。”对于“AI+环保”蕴含的巨大潜力，水务行业尚未给予应有的重视，更缺乏颠覆性的自主创新。站在智能化社会转型的关键节点，水务行业必须主动拥抱智能科技浪潮，从“治理跟随者”转变为“技术引领者”，借助算法驱动和数据赋能，开启可持续发展的新篇章。

  面对新形势，水务行业应有新的使命和目标。经过广泛而深入的研讨，我们大家都认为，中国式“未来新水务”应涵盖以下内容：

  当前，我国的水资源、水环境及水生态均面临功能弱化、余量不足的问题，亟需重构水资源系统，再造水ECO，重塑分配格局，逐步恢复水生态的完整性。

  一是水生态系统再造，构建充满了许多活力的区域水循环。在人与自然和谐共生的美丽中国愿景的宏伟蓝图下，水务行业应致力于推动水资源、水环境与水生态的协调统一。革新水环境治理策略，从传统的断面控制转变为优化区域径流管理，构建水文良性微循环，增强河湖系统的调蓄功能，提升区域引排能力。以水量充沛、生态完整的支流滋养活力充沛的干流；同时，以生态流量和生态系统完整性为指导，综合运用人工干预与自然恢复的方法，有效解决生态用水短缺和水生态失衡等核心问题，恢复河流湖泊等自然水体的原始纹理、生态健康。

  二是水资源系统重构，拓展水资源承载能力。水务行业应立足全球规模最大的水工业和基础设施，应用新理念和新技术，大幅度的提高水资源供应能力，激发社会持续健康发展活力，打造新的经济增长点。构建国家水网，更大范围、更有效率地实现水资源的空间均衡；采用“近岸短流程海水淡化”等技术，规模化解决沿海经济发达地区水资源总量不足的问题；推进区域再生水循环，补充河流生态基流，缓解各部门之间“争抢”地表水、“挤占”生态水的困局，改善北方地区缺水和季节性河流缺水等状况。

  三是重塑水资源分配格局，实现均衡发展。构建以再生水和海水淡化为主体的工业用水体系，以优质天然水源为支撑的居民生活用水体系，以及以地表水和再生水高效利用为主要水源的农业用水体系，开创“用水新格局”。优化国家水网结构，改善区域水资源配置，有效缓解北方城市水资源短缺、水环境达标压力大和地下水位下降等问题；建立以海水淡化为核心的沿海短程水循环系统，与现有大规模水资源调配模式相配合，为上游地区“降压减负”；推进都市农业革命，大幅度降低传统农业灌溉用水需求，改变农业用水占比过高的格局，释放更多高质量水源，支撑城市更新和产业创新。

  “领导力可以将愿景提升到更高的目标，并激励他人超越自我利益”。水务行业正从资源供给的幕后走向低碳社会构建的前台，重新定义自身的价值与使命，这不仅关乎行业在新时期的发展趋势，还涉及资源整合与文化重塑。

  一是领导构建行业整体“双碳”目标及实施路线图。目前，我国城镇污水处理系统碳排放呈现出部门集中、能源替代碳减排潜力巨大的特点。未来新水务专家委员会已经明白准确地提出“2040碳中和”的行业目标和具体的实施路线图，涵盖化粪池改造、管网水力优化、污水处理厂工艺过程优化、节能降耗、排外水处理、污泥厌氧消化等九大技术路线；同时，从企业层面和政策层面提出了八大行动建议，形成了可操作、可实施的行动方案。“碳中和目标的实现，不仅是技术的突破，更是行业共识与集体行动的体现。”水务行业应展现出更大的格局和担当，引领低碳转型，为应对气候平均状态随时间的变化贡献更大力量。

  ·北控水务集团开展了节能降耗优化行动，通过优化水泵等降低电能消耗达到30%；

  ·北京排水集团积极推广再生水厂水源热泵应用，热能回收用于厂区供暖，减少对热能输入的依赖，2016—2020年，累计供热量为530万GJ，累计减碳29万t CO 2-eq；

  ·宜兴城市污水资源概念厂采用有机质协同厌氧消化处理，产生的沼气被用于热电联产，反哺污水处理厂能耗，引领污水处理厂向能源工厂的转变。

  二是推动建立韧性安全水系统。在城市规划与设计过程中，积极融入水敏感性城市设计（WSUD）理念，全面考量水文环境、现有基础设施、经济社会持续健康发展以及城市系统间的相互作用，减小对自然水循环的负面影响。推广绿色屋顶，实现其蓄水功能，调节城市微气候，缓解热岛效应，减少碳排放；建设雨水公园，利用公园绿地吸收和滞留雨水，降低径流速度，为市民提供休闲空间；从整体水循环的方面出发，为水基础设施构建韧性框架，对供水、排水、防洪、排涝等系统来进行韧性评估，提升水基础设施抗风险能力，增强城市对气候平均状态随时间的变化的适应力。

  三是通过技术探索，拓展行业增长空间。未来新水务专家委员会积极开展与应对气候平均状态随时间的变化相关的研究。推进地下式污水处理系统中各种低碳高效技术的应用研究，将污水处理与生态景观、休闲娱乐、科普教育、科学技术研发、湿地绿化等公共服务有机融合，探索绿色基础设施建设及价值提升新模式；开展“云-链-端”系统构建和运行模式研究，借助大数据与人工智能技术，推动水务行业的技术变革和集成创新，打破传统运营范式；开展基于膜分离的城市污水碳源预浓缩（MPC）技术探讨研究，解决污水处理高能耗、低资源回收问题，为有机物回收和污水处理厂的能量自给创造新的可能；探索更有效的污泥原位减量及资源化路径，在源头除砂、过程减量、末端减容等所有的环节取得突破，为行业降低碳减排、推动资源化利用提供有力支持。基于气候平均状态随时间的变化的技术探索，既是应对挑战的必然要求，也是拓展行业增长空间的核心动力。

  未来的水务发展，面临着“刚性用水”和“柔性用水”两方面的增量压力。刚性用水与城市化和GDP增长正相关，是经济社会持续健康发展的基础；柔性用水则涉及提高生活品质和人居环境美化等需要，是发展进阶的体现。

  一是保障“刚性用水增量”。长久来看，要实现我们国家的经济社会均衡、可持续、跨越式发展，需最大限度地考虑未来用水大规模增长的需要，包括超大城市发展的刚性用水、城市战略功能转型的用水压力、发展新质生产力过程中的用水增量等。

  二是保障“柔性用水增量”。过去二十年，我国在经济实现飞跃式发展，GDP增长十余倍的同时，保持了用水总量的稳定，其背后是社会整体的巨大努力和牺牲，包括美丽的自然景观、丰富多彩的生活场景以及可持续发展的基础。在最严格水资源管理制度下，我国对于水资源的使用需求尚停留在“保障基本生活与生产的水”上。但我们极度缺少“生态水”“幸福水”“发展水”。展望未来，在现代化建设过程中，应更看重满足人民丰富多样的用水需求。

  在城市用水紧张的背景下，“城市内部不应存在大面积水域”的理念一度成为主流，特别是在北方城市，大型景观水面较为稀缺；

  国家通过实施高额水费等严格节水措施，控制洗浴、高尔夫等水资源消耗大的行业用水需求；

  为了节约用水，明确禁止对桉树等耗水植物的种植；限制对水资源需求较大的农作物的种植，严厉打击“水稻上山”。

  三是保障“想象力”与“新场景”。水资源短缺严重制约着经济社会持续健康发展对未来的“想象力”。而在全世界内，水资源利用格局的深刻变化，正对国家发展规划的演变产生重大影响。一些国家通过实施海水淡化战略，成功实现了发展与先天水资源禀赋的“脱钩”，极大地释放了发展动能。当前，我国正处于发展新质生产力的关键时期，现代化工、绿氢制造、算力升级等领域均需要大量高品质用水。在这一背景下，迫切地需要解除各种要素限制及思维束缚，通过水的“解放”，进一步释放发展动能。

  ·作为“建在沙漠上的国家”，以色列长期受困于水资源严重短缺。通过海水淡化，以色列重构了社会水循环系统——人喝的（生活用水）靠海水淡化，土地喝的（灌溉用水）靠再生水。据此，以色列发展成为农业强国；支撑了远超传统水资源能够支撑的人口上限，大幅度的提升了人均GDP等经济指标。

  ·沙特国土面积内没有一条河流，年降水量100—200毫米，几乎是不适于人类生产的地区。海水淡化彻底改变了沙特的自然环境禀赋，使其跻身全球第二大人均水资源消费国之列。基于此，沙特还谋划推出面向未来的“line City计划”——建设一个宽200米，高500米，长170公里的直线型未来城市，极具未来感的水基础设施系统是其中重要一环。

  在追求中国式现代化、美丽中国、美好生活的伟大征程中，工业发展、生态优化、基础设施升级等对水资源的质与量提出了更加高的要求。水务行业的职责不再局限于解决水的净化、输配以及污染控制，确保水的充足供应将变得更关键。行业应深入挖掘未来经济社会持续健康发展和人民美好生活中的多样用水场景，充分的发挥想象力，将水的处理、使用、运输等不同阶段与之充分结合，以水产业支撑产业，以水经济发展经济，以水繁荣促进社会繁荣，以未来水务的活力为经济社会持续健康发展提供持续向上的推动力。

  技术创新的科技变革与社会管理的理念变革（认知变革）是驱动水务未来发展的一体两面，一同推动行业现代化和可持续发展。两者之间的循环和动态平衡发展是实现水务行业效率、效益提升以及长期可持续发展的关键。传统观念认为，“水资源禀赋决定地区发展上限”，但随着膜技术、新能源等新兴技术的不断成熟和应用，呈现新的表达与阐述。例如，新加坡，沙特等国家通过海水淡化和再生水循环利用，成功突破了近海区域的水资源束缚。以再生水、海水淡化为主的非常规水资源开发，将慢慢的变成为解决水资源总量问题的有效手段，拓展水资源、延展“海绵国土”、应对气候冲击、摘掉贫水国的帽子。

  水正从单纯的自然资源向可稳定高质生产的“工业品”的转变，其轨迹与人类历史中从果实采摘向粮食种植的演进颇为相似。当人类社会对水的利用从“采撷”转变为“生产”，水资源供给就将呈现为纯粹的经济议题，为淡水资源缺乏地区突破自然禀赋限制、实现跨越式创新发展提供了新的可能。

  随着“双碳”目标推进，“新场景、新业态、新需求”将不断涌现，对水资源“质”“量”提出了更加高的要求。水务行业应积极推动与其他领域的深度整合，在构建服务发展新场景的过程中释放更大的潜能。以水的充足供给为动力，推动能源、芯片等高耗水战略性新兴起的产业蓬勃发展，确保各地区生态用水，拓展都市农业、都市森林等新领域，为绿色发展注入新活力，助力经济社会实现均衡、可持续、跨越式的发展。这既是中国水务行业的新使命与新任务，也是自身可持续发展的坚实基础，以此实现对国家整体发展目标的强有力支撑。

  我们相信，通过对水、水系统、水与经济社会关系等各维度的颠覆式重构，一个更加鲜活的“美丽中国”将呈现在世人面前：丰盈的现代农业、充分的工业发展、美好的人居生活以及优美的生态景观，突破资源禀赋的限制，实现人与自然和谐共生。

  伴随水系统的再造，我们的社会结构、经济格局、生活就业、技术创新会更加自然地适应并孕育更大的变化。应对气候危机的使命，也或将在此过程中呈现全新的面貌。

  未来新水务已经出发，将未来交托于行业的先进力量，期待每一个方向上的“回响”。我们更希望循踪求索的路上“长歌有和”，更多有识、有志之士的勠力同行，携手迈向美丽中国的全新图景。